[发明专利]一种线切割机床控制装置

说明书

本发明提供了一种线切割机床控制装置，涉及线切割机床技术领域；包括依次相连的脉冲产生单元、光耦隔离单元、放大单元和驱动单元；光耦隔离单元用于隔离放大单元的模拟信号与脉冲产生单元的数字信号；放大单元包括依次相连的反相放大模块、延时模块和推挽放大模块，延时模块用于对反相放大电路输出的脉冲信号的上升沿进行延时；驱动单元包括交流耦合栅极驱动模块和场效应管，交流耦合栅极驱动模块用于接收推挽放大模块的输出信号，降低输入场效应管的脉冲信号的上升沿和下降沿的振荡，降低场效应管的输入阻抗，为场效应管提供负偏压以提高场效应管的关断速度。本发明在保证加工速度的前提下，降低钼丝丝损，大大降低断丝的概率。

技术领域

本发明涉及线切割机床技术领域，尤其是涉及一种线切割机床控制装置。

背景技术

线切割加工是基于电火花加工原理发展起来的一种机械加工方法。由于结构简单、价格低廉，目前快走丝线切割加工机床在我国应用范围非常广泛。它是利用循环移动的钼丝作为工具电极，当把高频脉冲电压加在工件(接高频电压的正极)与钼丝(接高频电压的负极)之间时，钼丝对工件进行电火花放电，进而对金属工件进行蚀除、成型。高频脉冲电源作为线切割机床的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着线切割加工的速度、精度、表面粗糙度、钼丝损耗、加工稳定性等。目前快走丝线切割加工中普遍存在丝损偏大乃至时常断丝的问题，不仅由于频繁换丝严重影响加工效率，而且由于钼丝消耗较多进而增加了加工成本。研究发现，脉冲电源在线切割机工作过程中对工具电极的冲击磨损是造成工具电极断丝的主要原因之一。试验证明，电压脉冲波形对加工产生影响的主要是放电电流，即电流状态是影响加工效率以及钼丝损耗的重要因素。

图1为线切割高频脉冲电源工作原理图。图1中，P100为高频电源正极，高频电源正极P100与待切割工件相连。钼丝与限流功率电阻RP1～RP9相连，限流功率电阻RP1～RP9分别与对应的驱动单元1～驱动单元9相连，驱动单元中的场效应管的源极与高频电源负极G100相连。快恢复二极管D101～D109(图1中未画出D102～D108)的阳极分别与与驱动单元1～驱动单元9相连，快恢复二极管D101～D109的阴极与高频电源正极相连。

线切割高频脉冲电源工作原理:高频电源正极P100接入直流电压，电压幅度一般为80V～100V。当开始线切割加工时，根据需要的切割加工放电电流选择相应的驱动单元工作。驱动单元工作时，高频电源正极P100、工件、钼丝、与其相连的限流功率电阻与驱动单元形成通电回路，工件与钼丝之间形成火花放电。

如图2所示，申请号为201220329843.2的中国专利“一种高效率低损耗高频电源”提出了一种线切割高频脉冲电源控制电路，图3为其驱动电路。由图2和图3可知，该高频电源存在以下问题：(1)单片机输出的高频脉冲信号IN与后级Q1和Q2组成的推挽放大电路没有进行隔离，后级放大电路可能会对单片机形成干扰；(2)单片机输出的高频脉冲信号没有经过功率放大，由于单片机的输出端口驱动能力很小，因此当6路IN同时工作时，可能无法使后级的推挽放大电路正常工作；(3)推挽放大电路的输出直接通过电阻R111接入场效应管M1的栅极，进而驱动场效应管工作。该电路将使场效应管的输出脉冲上升沿过陡，而且上升沿的尖冲很大，使得钼丝中存在很大的冲击电流，进而增加钼丝的丝损，乃至容易形成断丝；(4)推挽放大电路的输出直接通过电阻R111接入场效应管M1的栅极，当推挽放大电路的输出出现干扰或较大抖动时，干扰或抖动信号将使场效应管误动作，进而影响加工稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种线切割机床控制装置，在保证加工速度的前提下，降低钼丝丝损，并大大降低断丝的概率，确保机床工作的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供了一种线切割机床控制装置，包括脉冲产生单元、光耦隔离单元、放大单元和驱动单元；

所述脉冲产生单元用于产生脉冲信号；

所述光耦隔离单元用于接收并输出脉冲产生单元输出的脉冲信号，以及隔离放大单元的模拟信号与脉冲产生单元的数字信号；